Nginx实现tcp代理并支持TLS加密实验

Nginx源码编译

        关于nginx的搭建配置具体参考笔者之前的一篇文章：实时流媒体服务器搭建试验（nginx+rtmp）_如何在线测试流媒体rtmp搭建成功了吗-CSDN博客中的前半部分；唯一变化的是编译参数（添加stream模块并添加其对应ssl模块）：

./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module \
--with-http_ssl_module --with-stream --with-stream_ssl_module \
--with-stream_realip_module --with-openssl=../openssl-1.0.1f --without-http_gzip_module

Tcp代理配置实验

          在配置文件nginx.conf中增加stream模块的配置，具体如下：

# lijd add 2023-11-4
stream {upstream backend {server 192.168.97.50:54321;}server {listen 12345 ssl;proxy_connect_timeout 60s;proxy_timeout 60s;proxy_pass backend;}
}
# lijd add end

          说明：真是的tcp服务器为：192.168.97.50，端口：54321；nginx代理服务器地址为：192.168.97.51，端口：12345。实验结果截图如下：

        当本地客户端（192.168.80.67）连接代理服务器192.168.97.51的12345端口时，nginx的代理进程会与真实的后台服务器（192.168.97.50）的54321端口创建一个tcp连接，如下图：

        客户端与服务器之间的通信成功连接并发送数据，演示如下图：

Tcp加密通道配置实验

生成CA

        首先通过系统自带的openssl生成一套自己的CA跟服务器证书、客户端证书，具体命令如下：

==============================生成CA相关内容===============================
# 为CA生成私钥
openssl genrsa -out private/ca.prikey 2048# 为CA机构生成公钥
openssl rsa -in ca.prikey -pubout -out ca.pubkey# 为CA生成自签名证书
openssl req -new -x509 -days 3650 -key private/ca.prikey -out ca.cert===========================生成服务器证书相关内容============================
# 生成服务器私钥
openssl genrsa -out server/ser.prikey 2048# 生成服务器证书申请文件
openssl req -new -key server/ser.prikey -out server/ser.csr# 生成由CA签名过的服务器证书
openssl x509 -req -days 365 -in server/ser.csr -CA ca.cert -CAkey private/ca.prikey -CAcreateserial -out server/ser.cert===========================生成客户端证书相关内容============================
# 生成客户端私钥
openssl genrsa -out client/cli.prikey 2048# 生成客户端证书申请文件
openssl req -new -key client/cli.prikey -out client/cli.csr# 生成由CA签名过的客户端证书
openssl x509 -req -days 365 -in client/cli.csr -CA ca.cert -CAkey private/ca.prikey -CAcreateserial -out client/cli.cert

         生成的所有证书如下：

 TLS代理实验

        实验的环境跟上面的tcp代理配置实验相同，nginx.conf的配置文件添加SSL的一些基本配置，具体如下：

# lijd add 2023-11-4
stream {upstream backend {server 192.168.97.50:54321;}server {listen 12345;proxy_connect_timeout 60s;proxy_timeout 60s;proxy_pass backend;# 设置nginx与后台代理服务直接的tcp通信是否为SSL协议加密proxy_ssl off;# 设置使用的SSL协议版本ssl_protocols       TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2 SSLv2;      ssl_ciphers         AES128-SHA:AES256-SHA:RC4-SHA:DES-CBC3-SHA:RC4-MD5;# 设置服务端使用的密码套件ssl_certificate      /lijd/CA/server/ser.cert;ssl_certificate_key  /lijd/CA/server/ser.prikey;ssl_session_cache   shared:SSL:10m;		# SSL TCP会话缓存设置共享内存区域名为# SSL，区域大小为10MBssl_session_timeout 10m;				# SSL TCP会话缓存超时时间为10分钟 }
}
# lijd add end

        注意：proxy_ssl参数开关表示：nginx代理与后台真是的tcp服务器直接是否需要SSL加密。

        由于实验需要tcp客户端通道加密，支持tcp客户端TLS加密工具比较难找到，因此用单纯的tcp协议认证测试相对麻烦。笔者在这里想了一个办法：由于http、https协议是基于tcp协议之上的协议，利用浏览器的https的请求特性，模拟一个tcp加密客户端；此时后台的真实服务器用系统自带的IIS服务（http服务器）充当一个tcp服务端。后台的真实服务器如下：

        通过nginx代理的tcp服务去访问后台服务器浏览器页面如下：

         可以看到浏览器能通过nginx代理访问到真实的后台服务器并收到网页回复数据。通过抓两条链路的数据包分析如下：

        1、浏览器（充当tcp客户端）与nginx代理之间的加密链路抓包分析如下：

        2、nginx与后台真实服务器之间的纯tcp链路抓包分析如下：

        至此，通过nginx代理TLS加密通道实验已经完结。本章主要讨论的是如下图结构：

        有兴趣的同学可以研究一下nginx代理与客户端、服务器双向都为TLS加密通道。此时nginx的配置中proxy_ssl参数需要设置成on（默认为on，实验时在这卡了半天），这时就需要后台TCP服务器支持TLS加密。